本申请涉及金属加工,尤其涉及一种钢板的渗碳方法。
背景技术:
1、渗碳工艺在中国可以追溯到2000多年前的古代,最初采用固体渗碳介质进行。随着时间的推移,技术不断进步,20世纪见证了液体和气体渗碳技术的兴起与广泛应用。这些技术的出现大大提高了渗碳的效率和质量,使得渗碳工艺在工业生产中占据了重要地位。近年来,渗碳工艺又有了新的突破,包括真空渗碳、离子渗碳以及高浓度渗碳等新工艺的出现。这些新工艺不仅进一步提高了渗碳的精度和效果,还拓宽了渗碳工艺的应用领域。高浓度渗碳工艺与传统渗碳工艺在完全奥氏体区进行不同,高浓度渗碳工艺在ac1~accm之间的不均匀奥氏体状态下进行。这使得渗层表面的碳浓度可以达到2%~4%,远高于传统工艺的0.85%~1.05%。高浓度渗碳层中细小颗粒碳化物均匀、弥散分布,显著提高了工件的耐磨性、耐蚀性、接触与弯曲疲劳强度,同时保持了较高的冲击韧度和较低的脆性。此外,高浓度渗碳工艺还具有较低的渗碳温度和较宽的工艺窗口,使得一般钢材渗碳后可直接淬火,提高了生产效率和产品质量。高浓度渗碳工艺适用性广,对设备无特殊要求,具有较高的经济效益和实用价值。它不仅能够用低廉的碳钢或合金钢代替昂贵的高合金钢,还能保持心部材料的强韧性,使工件能承受冲击载荷,符合节能、降耗和可持续发展的方向。
2、渗碳工艺的核心设计思想在于“局部强化”,即让钢材表层接受各类负荷最多的地方通过渗入碳等元素达到高表面硬度、高耐磨性和疲劳强度及耐蚀性。这种局部强化的方式避免了对整个材料进行昂贵且复杂的合金化处理,从而大大降低了生产成本和能耗。然而,现有渗碳工艺中,需要将渗碳的零件放入有增碳气氛的气态活性介质中,而在较高的加热温度范围内,碳原子的扩散速度相对较慢,需要较长的时间来达到所需的渗碳层深度,导致渗碳过程时间长,耗时耗能。因此,亟需研制出一种能加快渗碳速度的方法。
技术实现思路
1、本申请提供了一种钢板的渗碳方法,以解决如下技术问题:如何提高钢板的渗碳速度。
2、本申请提供了一种钢板的渗碳方法,所述方法包括:
3、将渗碳介质涂覆于钢板的至少部分表面;所述渗碳介质为自粘型阻尼高分子材料;以及
4、在惰性气体氛围下,将含有所述渗碳介质的所述钢板进行快速加热,以使碳渗透至所述表面的至少部分内。
5、可选的,所述快速加热的温度为所述钢板的局部熔化温度,所述快速加热的时间<1s。
6、可选的,所述快速加热的方法包括:焊接短路加热。
7、可选的,所述焊接短路加热的电流为20ka~25ka。
8、可选的,所述焊接短路加热的装置包括:电焊机及辅助夹持工具。
9、可选的,所述自粘型阻尼高分子材料包括:丁基橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯、聚丙烯酸酯及环氧树脂中的一种或多种。
10、可选的,所述渗碳介质的涂覆厚度≤40μm。
11、可选的,在所述将渗碳介质涂覆于钢板的至少部分表面之后,所述方法还包括:
12、将所述钢板覆盖在所述渗碳介质的另一侧面。
13、可选的,在所述使碳渗透至所述表面的至少部分内,所述方法还包括:
14、在所述惰性气体氛围下,将渗碳后的所述钢板冷却至室温。
15、可选的,渗碳后的所述钢板满足如下至少一种性能:渗碳浓度为0.2%~0.7%,渗碳深度≤80μm。
16、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:
17、本申请提供了一种钢板的渗碳方法,包括:将渗碳介质涂覆于钢板的至少部分表面;所述渗碳介质为自粘型阻尼高分子材料;以及在惰性气体氛围下,将含有所述渗碳介质的所述钢板进行快速加热,以使碳渗透至所述表面的至少部分内。首先,自粘型阻尼高分子材料能够紧密地粘附在钢板表面,形成一层均匀的涂层。其次,在快速加热时,自粘型阻尼高分子材料会发生热解和碳化过程,部分碳元素会从高分子材料中释放出来,并由于高温下的高活性和钢板表面的催化作用,这些碳元素会渗入钢板的表层。此外,由于高分子材料紧密粘附在钢板表面,它提供了一个碳元素向钢板内部扩散的通道。在快速加热的条件下,碳元素的扩散速率会增加,从而促进了渗碳过程的进行。从而提高了钢板的渗碳速度。
1.一种钢板的渗碳方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述快速加热的温度为所述钢板的局部熔化温度,所述快速加热的时间<1s。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述快速加热的方法包括:焊接短路加热。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述焊接短路加热的电流为20ka~25ka。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述焊接短路加热的装置包括:电焊机及辅助夹持工具。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述自粘型阻尼高分子材料包括:丁基橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯、聚丙烯酸酯及环氧树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述渗碳介质的涂覆厚度≤40μm。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述将渗碳介质涂覆于钢板的至少部分表面之后,所述方法还包括:
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述使碳渗透至所述表面的至少部分内,所述方法还包括:
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,渗碳后的所述钢板满足如下至少一种性能:渗碳浓度为0.2%~0.7%,渗碳深度≤80μm。